探索 onsemi NTMFS5C673NL N 沟道功率 MOSFET

一、引言

在电子设计领域，功率 MOSFET 是至关重要的元件，广泛应用于各类电源管理、电机驱动等电路中。今天，我们来深入了解 onsemi 公司的一款 N 沟道功率 MOSFET——NTMFS5C673NL。这款器件具有诸多出色特性，能为紧凑设计和高效电路提供有力支持。

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二、产品概述

NTMFS5C673NL 是一款 60V、9.2mΩ、50A 的 N 沟道功率 MOSFET。它采用 5x6mm 的小尺寸封装，非常适合紧凑型设计。其低导通电阻 (R{DS(on)}) 可有效降低传导损耗，低栅极电荷 (Q{G}) 和电容能减少驱动损耗。而且，该器件符合 RoHS 标准，无铅环保。

三、关键参数与特性

（一）最大额定值

参数	符号	数值	单位
漏源电压	(V_{DSS})	60	V
栅源电压	(V_{GS})	+20	V
连续漏极电流（稳态，(T_{C}=25^{circ}C)）	(I_{D})	50	A
功率耗散（(T_{C}=25^{circ}C)）	(P_{D})	46	W
脉冲漏极电流（(T{A}=25^{circ}C)，(t{p}=10mu s)）	(I_{DM})	290	A
工作结温和存储温度	(T{J})，(T{stg})	-55 至 +175	(^{circ}C)

需要注意的是，超过最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

（二）热阻特性

• 结到壳的稳态热阻 (R_{JC}) 为 3.2 (^{circ}C)/W。
• 结到环境的稳态热阻 (R_{JA}) 为 42 (^{circ}C)/W。不过，热阻会受整个应用环境影响，并非恒定值，这里的数值仅适用于特定条件（表面贴装在 FR4 板上，使用 (650mm^{2})、2oz. 的铜焊盘）。

（三）电气特性

1. 关断特性
   • 漏源击穿电压 (V{(BR)DSS})：(V{GS}=0V)，(I_{D}=250mu A) 时为 60V。
   • 零栅压漏极电流 (I{DSS})：(V{GS}=0V)，(V{DS}=60V)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 10(mu A)；(T_{J}=125^{circ}C) 时为 250(mu A)。
   • 漏源击穿电压温度系数为 28mV/(^{circ}C)。
   • 栅源泄漏电流 (I{GSS})：(V{DS}=0V)，(V_{GS}=20V) 时为 100nA。
2. 导通特性
   • 栅极阈值电压 (V{GS(TH)})：(V{GS}=V{DS})，(I{D}=35A) 时，范围在 1.2 - 2.0V。
   • 阈值温度系数 (V{GS(TH)}/T{J}) 为 -4.5mV/(^{circ}C)。
   • 漏源导通电阻 (R{DS(on)})：(V{GS}=10V)，(I{D}=25A) 时为 7.7 - 9.2mΩ；(V{GS}=4.5V)，(I_{D}=25A) 时为 11 - 13mΩ。
   • 正向跨导 (g{FS})：(V{DS}=15V)，(I_{D}=25A) 时为 37S。
3. 电荷与电容特性
   • 输入电容 (C{ISS})：(V{GS}=0V)，(f = 1MHz)，(V_{DS}=25V) 时为 880pF。
   • 输出电容 (C_{OSS}) 为 450pF。
   • 反向传输电容 (C_{RSS}) 为 11pF。
   • 总栅极电荷 (Q{G(TOT)})：(V{GS}=4.5V)，(V{DS}=30V)，(I{D}=25A) 时为 4.5nC；(V{GS}=10V)，(V{DS}=30V)，(I_{D}=25A) 时为 9.5nC。
4. 开关特性
   • 开启延迟时间 (t{d(ON)})：(V{GS}=4.5V)，(V{DS}=30V)，(I{D}=25A)，(R_{G}=2.5Omega) 时为 9.0ns。
   • 上升时间 (t_{r}) 为 50ns。
   • 关断延迟时间 (t_{d(OFF)}) 为 13ns。
   • 下降时间 (t_{f}) 为 3.0ns。
5. 漏源二极管特性
   • 正向二极管电压 (V{SD})：(V{GS}=0V)，(I{S}=25A)，(T{J}=25^{circ}C) 时为 0.9 - 1.2V；(T_{J}=125^{circ}C) 时为 0.8V。
   • 反向恢复时间 (t_{RR}) 为 28ns。
   • 反向恢复电荷 (Q_{RR}) 为 18nC。

四、典型特性曲线分析

（一）导通区域特性

从图 1 的导通区域特性曲线可以看出，不同 (V{GS}) 下，漏极电流 (I{D}) 随漏源电压 (V_{DS}) 的变化情况。这有助于我们了解器件在不同偏置条件下的导通性能。

（二）传输特性

图 2 的传输特性曲线展示了不同结温下，漏极电流 (I{D}) 与栅源电压 (V{GS}) 的关系。可以看到，温度对传输特性有一定影响，工程师在设计时需要考虑温度因素。

（三）导通电阻与栅源电压关系

图 3 显示了导通电阻 (R{DS(on)}) 随栅源电压 (V{GS}) 的变化。我们可以发现，随着 (V{GS}) 的增加，(R{DS(on)}) 逐渐减小，这对于降低传导损耗非常重要。

（四）导通电阻与漏极电流和栅极电压关系

图 4 呈现了导通电阻 (R{DS(on)}) 与漏极电流 (I{D}) 和栅极电压 (V_{GS}) 的关系。这有助于我们在不同工作电流和栅极电压下，选择合适的工作点。

（五）导通电阻随温度变化

图 5 展示了导通电阻 (R{DS(on)}) 随结温 (T{J}) 的变化。可以看到，随着温度升高，导通电阻会有所增加，这可能会影响器件的性能和效率。

（六）漏源泄漏电流与电压关系

图 6 显示了漏源泄漏电流 (I{DSS}) 与漏源电压 (V{DS}) 的关系。在设计电路时，需要关注泄漏电流对整体功耗的影响。

（七）电容变化特性

图 7 展示了输入电容 (C{ISS})、输出电容 (C{OSS}) 和反向传输电容 (C{RSS}) 随漏源电压 (V{DS}) 的变化。了解电容特性对于优化开关速度和驱动电路设计非常重要。

（八）栅源与总电荷关系

图 8 呈现了栅源电荷 (Q{GS})、栅漏电荷 (Q{GD}) 与总栅极电荷 (Q_{G}) 的关系。这有助于我们理解栅极充电过程，优化驱动电路设计。

（九）电阻性开关时间与栅极电阻关系

图 9 展示了开关时间随栅极电阻 (R_{G}) 的变化。工程师可以根据实际需求选择合适的栅极电阻，以优化开关速度和功耗。

（十）二极管正向电压与电流关系

图 10 显示了二极管正向电压 (V{SD}) 与电流 (I{S}) 的关系。这对于理解漏源二极管的性能和应用非常重要。

（十一）最大额定正向偏置安全工作区

图 11 展示了最大额定正向偏置安全工作区，这有助于我们确定器件在不同电压和电流下的安全工作范围。

（十二）最大漏极电流与雪崩时间关系

图 12 呈现了最大漏极电流 (I{PEAK}) 与雪崩时间 (T{AV}) 的关系。在设计电路时，需要考虑雪崩情况对器件的影响。

（十三）热响应特性

图 13 和图 14 分别展示了结到环境和结到壳的瞬态热阻抗随脉冲持续时间的变化。这对于评估器件在不同脉冲条件下的热性能非常重要。

五、订购信息与封装尺寸

（一）订购信息

器件标记	封装	包装	状态
NTMFS5C673NLT1G	DFN5（Pb - Free）	1500 / 卷带包装	已停产
NTMFS5C673NLT3G	DFN5（Pb - Free）	1500 / 卷带包装

需要注意的是，部分器件已停产，若有需求，可联系 onsemi 代表获取最新信息。

（二）封装尺寸

该器件采用 DFN5 5x6, 1.27P（SO - 8FL）封装，文档中详细给出了封装的尺寸信息，包括各引脚的尺寸和位置等。同时，还提供了焊接脚印和通用标记图等信息，方便工程师进行 PCB 设计和组装。

六、总结与思考

NTMFS5C673NL 这款 N 沟道功率 MOSFET 具有小尺寸、低导通电阻、低栅极电荷等优点，适用于多种紧凑型电路设计。在实际应用中，工程师需要根据具体的电路需求，综合考虑其各项参数和特性，如热阻、电气特性、开关特性等。同时，要注意器件的最大额定值和使用限制，避免因超过额定值而损坏器件。大家在使用这款器件时，有没有遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。